自动洗车机plc课程设计Word文档下载推荐.docx

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图1.1洗车机外部框架结构图

具体功能实现：

1、按下启动按钮，洗车机框架开始由车头向车尾移动，喷水设备开始喷水。

2、门式框架移动到达车尾限位开关后，开始返回，并保持继续喷水。

3、门式框架移到车头限位置后，保持喷水，同时刷子开始工作，框架开始

向车尾移动。

4、门式框架移到车尾限位置后，保持喷水，刷子转动，框架开始向车头移

动。

5、重复上面第3、4步，框架向车头移动至限位开关停止。

洗车整个过程

完成。

启动灯熄灭

2方案论证

使用PLC控制洗车机。

自动洗车机有启动、停止、复位功能，设计时需要

三个输入口输入信号。

本方案，按下启动按钮，启动指示灯亮，自动洗车机启

动；

洗车机由车头向车尾移动，喷水设备喷水；

当到达车尾限位置时，触动行

程开关SQ2，洗车机向车头移动，保持喷水；

当到达车头限位置时，行程开关

SQ1动作，计数器C0动作，保持喷水，刷子开始工作，洗车机向车尾移动；

当到达车尾限位置后，保持喷水，刷子转动，洗车机向车头移动；

洗车机到达车头限位置后重复刷子开始工作后的过程一次，洗车机再次回到车头限位置后停止工作，整个洗车过程完成，启动灯熄灭。

若在工作过程中发生停电等突发事情导致洗车机停止工作，可通过复位按钮使洗车机复位，然后启动重新工作。

单片机主要应用于办公自动化设备、机电一体化、实时过程控制、日常生活及家用电器等领域。

在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；

具有以下特点：

（1）片内存储容量越来越大。

（2）芯片引线齐全，容易扩展。

（3）运行速度高，控制功能强。

（4）单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上。

但其也存在速度慢，功能不强，精度低、易受环境影响等缺点。

也可采用常规低压电器控制的方式实现功能，缺点很明显，对人力消耗较

大。

为了达到方案要求，本设计采用PLC控制的模块化设计。

主要模块包括：

PLC控制系统、喷水系统、传感器系统、机械系统。

3硬件设计

3.1系统原理方框图

本次设计思路是通过启动、停止、复位三个按钮来控制洗车机的运作。

依靠PLC控制整个洗车过程的具体实现。

总体设计过程如下图图3.1系统原理方框图所示。

图3.1系统原理方框图

3.2系统主电路原理图

主电路中，采用断路器来进行限流，用过热继电器防止过热。

系统主电路

原理图如图3.2所示

图3.2系统主电路原理图

3.3I/O分配

经过对控制过程和要求分析确定具体的控制任务是在汽车进入后，按下启

动按钮，则可以进行自动刷洗，洗完自动停止，也可人工停止。

确定了要完成

的动作后，再确定动作的顺序。

具体I/O分配表如表3.3.1所示。

输入地址号

信号名称

X0

车头限位置开关SQ1

Y0

洗车机移向车尾KM1

X1

车尾限位置开关SQ2

Y1

洗车机移向车头KM2

X2

启动开关SB1

Y2

喷水机洒水KM3

X3

停止开关SB2

Y3

上刷子控制KM4

X4

复位按钮SB3

Y4

右刷子控制KM5

Y5

左刷子控制KM6

Y6

启动指示灯HL1

Y7

复位指示灯HL2

Y10

上喷头电磁阀YV1

Y11

右喷头电磁阀YV2

Y12

左喷头电磁阀YV3

表3.1I/O分配表

7

3.4PLC选择

（1）欧姆龙PLC简介

OMRONC系列PLC产品门类齐、型号多、功能强、适应面广。

大致可以

分成微型、小型、中型和大型四大类产品。

整体式结构的微型PLC机是以

C20P为代表的机型。

叠装式（或称紧凑型）结构的微型机以CJ型机最为典型，

它具有超小型和超薄型的尺寸。

小型PLC机以P型机和CPM型机最为典型，

这两种都属坚固整体型结构。

具有体积更小、指令更丰富、性能更优越，通过

I/O扩展可实现10~140点输入输出点数的灵活配置，并可连接可编程终端直接

从屏幕上进行编程，CPM型机是OMRON产品用户目前选用最多的小型机系列

产品。

OMRON中型机以C200H系列最为典型，主要有

C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型号产品。

中型机在程序

容量，扫描速度和指令功能等方面都优于小型机，除具备小型机的基本功能外，

它同时可配置更完善的接口单元模块，如模拟量I/O模块、温度传感器模块、

高速记数模块、位置控制模块、通讯联接模块等。

可以与上位计算机、下位

PLC机及各种外部设备组成具有各种用途的计算机控制系统和工业自动化网络。

在一般的工业控制系统中，小型PLC机要比大、中型机的应用更广泛。

在

电气设备的控制应用方面，一般采用小型PLC机都能够满足需求。

（2）西门子PLC简介

德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当

广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。

西门子（SIEMENS）公司

的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，

工业软件等。

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能

力，功能更强，可靠性更高。

S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），

8

小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

（3）三菱FX系列PLC简介

FX系列PLC具有庞大的家族。

基本单元（主机）有FX0、FX2、FXON

、FX2C、FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC、FX3U、FX3UC、FX3G等11个系列。

每个系列又有16、32、48、64、80、128点等不同输入输出点数的机型，每个

系列还有继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出三种输出形式。

FX2N系列PLC

是FX系列中最高级的模块。

它拥有无以匹及的速度、更高级的功能、逻辑选

件以及定位控制等特点，FX2N是从10到256路输入、输出的多种应用的选择

方案。

从应用、价格、可靠性、现场工作环境、设计资金及对PLC掌握情况等各

方面的考虑，三菱公司生产的PLC具有体积小，控制灵活，性价比高等优点。

本控制系统选用三菱FX2N-32MR型可编程控制器。

3.5PLC控制原理图

根据PLC实际I/O类型及其可实现的功能，确定其与外部设备的连接方案，具体PLC控制原理图如图3.3所示

图3.3PLC控制原理图

3.6PLC控制接线图

按照PLC控制原理图的设计方案，根据所选PLC的型号的实物对比，对

PLC控制接线图进行了详细的设计。

PLC控制接线图如图3.4所示。

600

M6

L1L2L3

L11L12L13

L11

N4

N3

N2

N1

N6

N8

QF1

QF2

QF3

QF4

QF5

QF6

QF7

QF8

L11L12L13U11V11W11

U21W21

U31W31

U41W41

U51W51

L14

N5

L15

N7

FX2N-32MR

U11V11W11

20

21

U21

W21

U31

W31

U41

W41

U51

W51

800

KM1

KM2

KM3

KM4

KM5

KM6

U12V12W12

2424

W12V12U12

25

U22

W22

22

U32

W32

23

U42

W42

26

U52

W52

27

U12V12W1220

FR

接地铜排

U13V13W13

L1

L2

L3

U13V13W13U22W22U32W32U42W42U52W52

1

2

3

4

5

6

24

28

29

30

31

32

启动

停止

复位

控制面板

图3.4PLC控制接线图

3.7元器件选型

根据具体要求对所需电机及设备的型号进行选择和确定，表中列出了型号、品牌、价格及数量。

具体如表3.2元器件选型所示

序号

代号

名称

型号

品牌

价格

数量

Y112M，4kw

M1

三相异步电动机

2980r/min，380V，10.53A

聚霸

550元

，50HZ

M2

水泵电机

YL8022，1.1KW，2800r/m

佛力环球

850元

in,220V，7.02A，50HZ

YL90L4，

M3～M5

单相异步电机

1.5KW，1400r/min，

金五峰

568元×

220V，6.82A，50HZ

低压断路器

DZ47-3P

正泰

18.5元

DZ47-2P

15.8元

QF4～QF6

15.8元×

热继电器

JR36-20

上海人民

43元

9

YV

电磁阀

DC24V5W

XRN

20元×

10

CPU

PLC处理器

FX2N-32MR-001

三菱

1750元

11

KM

交流接触器

CJX2-09

上海柏立

16元×

12

SB

按钮

LAY8-22D

德力西

25元×

13

SQ

行程开关

LXK2-311

金山

10元×

14

FU

熔断器

RT16-20

时雨

1.8元

15

L

导线

若干

16

AC

交流电源

220V

17

合计：

5250元

表3.2元器件选型

4软件设计

4.1主流程图

开始

洗车机移向车头，继续洗刷

在原点？

N

车头限位置？

Y

复位灯亮

洗车机移向车尾，继续洗刷

洗车机移向车尾，喷头喷

水，启动灯亮

车尾限位置？

洗车机移向车头，继续喷水

洗刷两次？

洗车机移向车尾，继续喷

水，刷子工作

洗车结束，启动灯灭

结束

图4.1主流程图

4.2梯形图

设计心得

历时两个星期的课程设计，既是对所学知识的检验，也是对自己能力的提高。

通过此次课程设计，使我在课本外发现了知识运用的乐趣。

将自己所学运用于实际使用中，虽然只是一次简单的设计工作，并没有用于实践，但这已经提醒自己课程的实用性。

在设计过程中，资料的翻阅，查找，一步步深化了知识层次，使自己不再局限于课本、考试之中。

对于效益、成本这些更加职业化的因素加深了印象。

学习最终还是应用于生产工作，效益为王才是最终目的。

可以说，一次课程设计也是一次低层次的对知识本质上的重新正视。

这次设计还有许多的不足，功能上还不尽完善，根据需要还可以添加清洁剂喷洒，吹风机风干车体。

另外还有复位功能的完善，比如在行进和后退的过程中遇到故障以及所采取的措施等等。

该设计还有很大的改进空间以待以后完善。

参考文献

1.三菱微型可编程控制器FX1s,FX2N,FX1N,FX2NC编程手册.三菱电子公司.2001

2.电气控制与PLC系统.任胜杰.北京：

机械工业出版社.2013.1

3.流行PLC实用程序及设计（三菱FX2系列）.贺哲荣，石帅军.[M]安电子科技大学出版社：

2006

4.可编程控制器应用技术.第二版.田瑞庭主编.北京：

机械工业出版社.1994